一种热解装置的使用方法与流程

本发明涉及化工行业中的热分解设备，更具体地说，涉及一种热解装置的使用方法。

背景技术：

热解技术是将有机物在无氧或缺氧的状态下加热至500～1000℃，使固体废物中的有机物转化为以燃气、燃料油和热解炭为主的贮存性能源。由于是缺氧分解和还原气氛，可减轻废物中硫、氮、重金属等有害成分对环境的二次污染，工艺上无需昂贵的洗气装置。

化石燃料燃烧引发了大部分环境污染问题，严重影响人们的生活质量，生物质作为绿色可再生能源得到世界各国的普遍重视，而生物质热解气化技术是目前应用最广、最成熟的生物质热转化利用技术。据国家发改委统计，在2013年国内相对塑料实际消费量为5879万吨，国内废塑料回收量为1366万吨，回收率仅为23％，与欧美发达国家仍存在差距，而将废塑料热解制气则是效益相对较高的回收途径之一。生物质虽然分布广泛，但是单位质量热值较小，如果能在生物质气化的原料中添加一定量的废塑料，不仅可以解决废塑料引起的白色污染问题，同时可以提高生物质热解气的热值。由上述分析可知，可以将生物质、废塑料、煤粉等原料按照一定比例混合后再进行热解，以生产符合要求的产品。

现有技术中关于热解设备已有大量技术方案公开，如专利公开号：CN 104164249 A，公开日：2014年11月26日，发明创造名称为：热解装置，该申请案公开了一种热解装置，包括：热解炉、冷却器组件和气体储罐，热解炉包括炉体、两个布料板和加热辐射管，炉体上设有油气出口，两个布料板在上下方向上间隔开地设在炉体内，每个布料板上设有在厚度方向上贯穿的多个通孔，加热辐射管设在炉体内且加热辐射管位于两个布料板之间。该申请案的热解装置，加快了原料的升温且使得原料受热均匀，无结焦，有效增加单次处理量，可以充分利用加热辐射管的辐射热，提高了热解装置的热效率。但是，该申请案的热解装置与国内现有大多数热解设备类似，热解过程完成之后得到的气体、固体产物直接通过管道进入气固分离设备，一方面造成分离设备负荷大，环境粉尘量大，生产线较长；另一方面固体产物在管道输送中不断被磨损，造成气体中粉尘含量进一步增加，不利于后续气、固分离的进行，且大量固体产物在管道中输送，容易引起管道堵塞，不利于保证生产的连续性。

针对热解过程完成之后所得产物进行气体、固体分离存在的缺陷，现有技术中已提出一些改进的技术方案，例如专利公开号：CN 101255341 A，公开日：2008年9月3日，发明创造名称为：旋风气化炉，该申请案公开了一种旋风气化炉，炉体分上下两部分，上部为圆柱形，下部为圆锥形；炉体上部设置圆柱形燃烧气化室和圆柱形气化室；炉体下部设置圆锥形气化室；圆柱形气化室内上部设置挡灰板，顶部设置烟气出口；圆柱形燃烧气化室上部设置燃料入口且与炉壁切线布置，燃料入口内设置电阻丝点火器；圆锥形气化室中部设置水蒸气入口，底部设置出灰口；圆柱形气化室在圆柱形燃烧气化室内，且都与圆锥形气化室同轴布置。该申请案集燃烧室和气化室于一体，结构紧凑，工艺简单，制造成本较低。

又如专利公开号：CN 102206514 A，公开日：2011年10月5日，发明创造名称为：两段式生物质旋风高温热解气化炉，该申请案的气化炉由上段旋风高温热解气化室、下段水蒸气喷淋热解气化室以及螺旋给料机、生物质气排出管、气体燃料高速燃烧器、灰渣箱组成；运行时，气体燃料高速燃烧器产生高温厌氧烟气，以高速沿切向贴近内壁侧喷入旋风热解气化室，形成强旋风涡流；同时，生物质原料经螺旋给料机落入旋风热解气化室，与高温烟气混合、加热、发生热解，其中固定碳被气化，产生的生物质气经生物质气排出管排出；生物质气经换热器将给水加热为水蒸气；水蒸气经文丘里管进入水蒸气喷淋热解气化室，将残炭进一步热解气化，最后形成的灰渣排入灰渣箱中。该申请案能够大幅降低生物质气中焦油的含量，实现生物质能源的有效利用。

以上两种热解设备都采用了旋风热解技术，即原料在热解炉中通过旋流一边进行热解一边将热解后的气、固产物直接分离，虽然减少了后续气、固分离的工序，大幅提高了经济效益，但是还存在以下难以克服的技术缺陷：这种旋风热解技术虽然能够将产物中的气、固直接进行分离，但是通过实际检测发现，采用旋风热解技术分离出来的热解气中仍旧包含大量的粉尘颗粒，在后续处理中通常需要使用不同设备对热解气进行逐级除尘，多种设备占地面积广，增加了生产成本。

综上所述，如何克服现有技术中热解气含尘量大的不足，是现有技术中亟需克服的技术缺陷。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中热解气含尘量大的不足，提供了一种热解装置的使用方法。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的热解装置，包括：

热解炉，所述热解炉包括自上而下依次连通的上直筒段、渐缩段和下直筒段，所述上直筒段的顶部侧面沿周向设有至少两个一次风进口，且所述一次风进口与上直筒段的顶部侧面不相切；

中心筒，所述中心筒自上而下伸入所述上直筒段的内部，且所述中心筒的中轴线与所述上直筒段的中轴线重合。

发明人经过实验总结发现，一次风进口与上直筒段的顶部侧面不相切，会使得一次风从一次风进口进入热解炉内时，一次风具有沿上直筒段径向的分速度，从而使得一次风在上直筒段内形成的旋流不紧贴上直筒段的内壁，大大减小了旋流的流动阻力，相比于一次风切向进入热解炉内的传统方式，产生的旋流强度增强了10～15％，有利于热解炉内热解过程的充分进行，提高热解效率。

作为本发明更进一步的改进，所述上直筒段顶部侧面在一次风进口连接处的法线与一次风进口长度方向的夹角为α，且55°≤α≤85°。

其中，将α的角度设置的过小时，会使得一次风沿上直筒段径向的分速度过大，不利于旋流的产生，且即使能够产生旋流，旋流的强度也不会太大；发明人经过实验总结发现，将α的大小设置在55°～85°，既能有效地产生旋流，避免旋流与上直筒段内壁的摩擦，又能保证旋流具有一定的强度，满足热解过程的使用需求。

作为本发明更进一步的改进，还包括：

进料口，所述上直筒段的顶部侧面沿周向设有至少两个进料口，且上直筒段顶部侧面在进料口连接处的法线与进料口长度方向的夹角同样为α，每个进料口分别与单独的原料输送机构连接；

热电偶，所述上直筒段的顶部内壁上设有一热电偶，所述中心筒的顶部内壁上设有一热电偶，所述渐缩段的内壁上设有一热电偶；

所述热解炉的内壁上铺设有高铝砖层，所述热解炉的外壁上铺设有保温棉层。

在将不同的原料送入上直筒段内的过程中，有些原料不宜事先混合好再集中投入到上直筒段内，例如对于某些高水分含量的原料和某些低水分含量的原料，将高水分含量的原料或低水分含量的原料单独通过原料输送机构送入上直筒段内比较容易，但是一旦将二者事先混合，便会形成粘度较大的料浆，该料浆容易粘结在原料输送机构上，不利于原料的输送。为了克服上述类似的情况，本发明中将每个进料口分别与单独的原料输送机构连接，使得不同的原料分别单独地被送入上直筒段内，避免原料事先预混合带来的问题。

作为本发明更进一步的改进，还包括：

出料口，所述出料口连通于所述下直筒段的下端；

螺旋输送机，所述螺旋输送机通过驱动电机驱动，所述出料口的下端与螺旋输送机连通；所述螺旋输送机向上方倾斜，且螺旋输送机的长度方向与水平面的夹角为30°～65°。

由于出料口的下端直接与螺旋输送机连通，且螺旋输送机向上方倾斜，当螺旋输送机输送固体产物时，固体产物在重力的作用下，向下方密集堆积，使得螺旋输送机具有自密封作用，热解气无法轻易通过螺旋输送机被排走，大大加强了热解装置的气密性，提升了气、固分离的效果，同时，本发明中将螺旋输送机的长度方向与水平面的夹角设置为30°～65°，一方面保证了螺旋输送机对热解气的密封效果，另一方面也保证了螺旋输送机的输送效果。

作为本发明更进一步的改进，还包括：

进料口，至少两个进料口自上而下依次设置于所述上直筒段的侧面；

筛分机构，所述筛分机构将热解原料按照粒径大小分级为不同批次，不同批次的热解原料分别被送入不同高度的进料口。

本发明中，设置在上直筒段侧面位置越低的进料口与尺寸越小的热解原料通过进料管对应连通，由于原料的尺寸越小，其比表面积一般相对较大，有利于其吸热热解，热解速度较快，因此，本发明中，将尺寸较大的热解原料通过上直筒段侧面位置较高的进料口优先送入上直筒段内进行热解，其接触的一次风温度较高，热解时间相对较长，能够充分保证尺寸较大热解原料的热解效果；将尺寸较小的热解原料通过上直筒段侧面位置较低的进料口送入上直筒段内进行热解，也能够保证尺寸较小原料的热解效果。

作为本发明更进一步的改进，还包括：

椭球体，所述椭球体位于所述中心筒的下方，且所述椭球体的上端伸入所述中心筒的内部。

含有粉尘颗粒的热解气在从中心筒下方入口进入中心筒内部时，流通面积陡然减小，热解气流动速度增大，但是热解气中的粉尘颗粒由于密度相对较大，在惯性作用下无法立即增速，从而造成此处热解气与粉尘颗粒的速度差增大，由于附壁效应，流动速度相对较慢的粉尘颗粒会附着沉降到椭球体表面，最终落入下直筒段下端并被收集，从而在中心筒上端收集到较纯净的热解气，该热解气内的粉尘量显著降低。

作为本发明更进一步的改进，还包括：

二次风进口，所述二次风进口沿所述渐缩段的侧面周向设置，且渐缩段侧面在二次风进口连接处的法线与二次风进口长度方向的夹角同样为α。

通过合理调节二次风的风量及风温，能够优化热解炉内部整体的温度梯度配置，进一步提高原料的热解速率，提高热解效率，确保原料被完全热解。本发明中，二次风进口提供二次风，主要用来强化原料在渐缩段的热解效果，因此，在实际生产中可以灵活启闭。

作为本发明更进一步的改进，所述一次风进口和二次风进口分别通过管道与同一个空气换热机构相连。

本发明中，一次风进口和二次风进口分别通过管道与同一个空气换热机构相连，冷空气进入空气换热机构后被加热为热空气，热空气通过分流装置分为一次风、二次风，一次风、二次风分别通过独立的管道输送至一次风进口2和二次风进口6。

作为本发明更进一步的改进，还包括：

连接件，所述连接件的一端与椭球体的上端固连，所述连接件的另一端与中心筒的下部内壁固连；

所述中心筒伸入所述上直筒段内部的深度是所述一次风进口与所述上直筒段顶端之间距离的2.0～3.5倍；

所述上直筒段的内径是所述中心筒内径的3.0～5.0倍；

所述椭球体的表面喷涂有不粘涂层，所述中心筒的内壁喷涂有不粘涂层。

本发明中，将中心筒伸入上直筒段内部的深度设计为一次风进口与上直筒段顶端之间距离的2.0～3.5倍，既能防止一次风被“短路”，又利于热解气的分离排出；将上直筒段的内径设计为中心筒内径的3.0～5.0倍，能够将热解气流速控制在合理范围内，确保热解气纯净、高效地分离排出；在椭球体7的表面喷涂不粘涂层，能够确保椭球体表面的光滑，有利于附壁效应充分发挥作用，大大降低最终制得热解气中粉尘颗粒的含量；在中心筒的内壁喷涂不粘涂层，确保了中心筒内壁的光滑，避免堵塞，有利于热解气顺利地通过。

本发明的热解装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤A、向一次风进口通入一次风，在热解炉内形成旋流；

步骤B、向进料口送入热解原料，热解原料在旋流的作用下旋转下沉到热解炉底部，并同时被热解；

步骤C、热解产生的固体产物不断沉积到下直筒段下端的出料口，然后被螺旋输送机运送到炉外；热解产生的气体产物，通过中心筒排放到炉外；

步骤D、调整二次风的风量，控制被螺旋输送机运送到炉外的固体产物直径小于2mm。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)相比于传统的长流程作业，本发明的热解装置，在热解过程中直接分离气体产物、固体产物，热解后的大颗粒固体产物受到重力和离心力，不断沉积到下直筒段下端的出料口，随螺旋输送机一起运送到炉外，热解生成的气体产物中夹带着大量小颗粒粉尘，小颗粒粉尘受到附壁效应，在椭球体表面不断附着沉积，显著降低了最终制得热解气中的含尘量，相比于现有旋风热解技术分离出来的热解气，采用本发明的热解装置，热解气中的含尘量相对减少20～35％；同时，采用本发明的热解装置，能降低传统气、固分离设备约70％的负荷，也部分解决了管道阻塞、磨损的问题，减少了半焦等产品的磨损，而且缩短了工艺流程，减少了除尘设备的功率，降低设备损耗，减少设备维护频率，适合企业节能改造。

(2)本发明中，多股一次风在上直筒段顶部侧面的圆周上，沿一定角度进入热解炉内，在热解炉内形成旋流对原料进行加热，既增加了一次风与原料的混合程度，也延长了原料在炉内停留的时间，还能减小原料对热解炉内壁的磨损，不仅节省了运行费用，还提高了生产效率，预计生产系统综合节能率在20％左右。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例1的热解装置的结构示意图；

图2为图1中沿A-A向的剖视结构示意图；

图3为实施例2的热解装置的结构示意图；

图4为实施例5的热解装置的使用方法的流程图。

示意图中的标号说明：

1、进料口；2、一次风进口；3、热解炉；4、中心筒；5、连接件；6、二次风进口；7、椭球体；8、出料口；9、螺旋输送机；10、驱动电机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

热解技术是将有机物在无氧或缺氧的状态下加热至500～1000℃，使固体废物中的有机物转化为以燃气、燃料油和热解炭为主的贮存性能源。由于是缺氧分解和还原气氛，可减轻废物中硫、氮、重金属等有害成分对环境的二次污染，工艺上无需昂贵的洗气装置。现有技术中通常将生物质、废塑料、煤粉等原料按照一定比例混合后再进行热解，以生产符合要求的产品。国内现有大多数热解设备，热解过程完成之后得到的气体、固体产物直接通过管道进入气固分离设备，一方面造成分离设备负荷大，环境粉尘量大，生产线较长；另一方面固体产物在管道输送中不断被磨损，造成气体中粉尘含量进一步增加，不利于后续气、固分离的进行，且大量固体产物在管道中输送，容易引起管道堵塞，不利于保证生产的连续性。针对上述不足，现有技术中提出采用旋风热解技术，即原料在热解炉中通过旋流一边进行热解一边将热解后的气、固产物直接分离，减少了后续气、固分离的工序，大幅提高了经济效益。但是旋风热解技术还存在以下难以克服的技术缺陷：这种旋风热解技术虽然能够将产物中的气、固直接进行分离，但是通过实际检测发现，采用旋风热解技术分离出来的热解气中仍旧包含大量的粉尘颗粒，在后续处理中通常需要使用不同设备对热解气进行逐级除尘，多种设备占地面积广，增加了生产成本。因此，如何克服现有技术中热解气含尘量大的不足，是现有技术中亟需克服的技术难题。

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

参考图1～2，本实施例的热解装置，包括：热解炉3，热解炉3包括自上而下依次连通的上直筒段、渐缩段和下直筒段，上直筒段的顶部侧面沿周向设有至少两个一次风进口2(具体本实施例中设有四个一次风进口2)，且一次风进口2与上直筒段的顶部侧面不相切；中心筒4，中心筒4自上而下伸入上直筒段的内部，且中心筒4的中轴线与上直筒段的中轴线重合。

本实施例中，上直筒段的顶部侧面沿周向设有至少两个一次风进口2，且一次风进口2与上直筒段的顶部侧面不相切，其中，发明人经过实验总结发现，一次风进口2与上直筒段的顶部侧面不相切，会使得一次风从一次风进口2进入热解炉3内时，一次风具有沿上直筒段径向的分速度，从而使得一次风在上直筒段内形成的旋流不紧贴上直筒段的内壁，大大减小了旋流的流动阻力，相比于一次风切向进入热解炉3内的传统方式，产生的旋流强度增强了10～15％，有利于热解炉3内热解过程的充分进行，提高热解效率；其中，中心筒4自上而下伸入上直筒段的内部，通过中心筒4可方便地将热解产生的气体产物引流分离出去；其中，热解炉3包括自上而下依次连通的上直筒段、渐缩段和下直筒段，热解过程主要发生在上直筒段内，在上直筒段的下方设置渐缩段，由于渐缩段的流通口径自上而下逐渐减小，会使得大量热解过程产生的气体产物在渐缩段内产生上扬的趋势，有利于气体产物顺着上方的中心筒4排出。

本实施例的热解装置，上直筒段顶部侧面在一次风进口2连接处的法线与一次风进口2长度方向的夹角为α，且55°≤α≤85°(具体本实施例中取55°)。

本实施例中，将上直筒段顶部侧面在一次风进口2连接处的法线与一次风进口2长度方向的夹角设置为α，且55°≤α≤85°；其中，将α的角度设置的过小时，会使得一次风沿上直筒段径向的分速度过大，不利于旋流的产生，且即使能够产生旋流，旋流的强度也不会太大；发明人经过实验总结发现，将α的大小设置在55°～85°，既能有效地产生旋流，避免旋流与上直筒段内壁的摩擦，又能保证旋流具有一定的强度，满足热解过程的使用需求。

本实施例的热解装置，还包括：进料口1，上直筒段的顶部侧面沿周向设有至少两个进料口1(具体本实施例中设有四个进料口1)，且上直筒段顶部侧面在进料口1连接处的法线与进料口1长度方向的夹角同样为α，每个进料口1分别与单独的原料输送机构连接；热电偶，上直筒段的顶部内壁上设有一热电偶，中心筒4的顶部内壁上设有一热电偶，渐缩段的内壁上设有一热电偶；热解炉3的内壁上铺设有高铝砖层，热解炉3的外壁上铺设有保温棉层。

本实施例中，进料口1的设置形式与一次风进口2相同，即上直筒段顶部侧面在进料口1连接处的法线与进料口1长度方向的夹角同样为α，其中，进料口1的设置形式与一次风进口2相同，有利于从进料口1进入上直筒段内的原料能够在上直筒段内部被旋流顺利带动旋转，避免原料直接贴着上直筒段的内壁旋转，减少了原料和固体产物的磨损，减少粉尘量，保证上直筒段内旋流的强度；且上直筒段的顶部侧面沿周向设置进料口1，原料通过进料口1一进入上直筒段内部就被分散，有利于热解过程的高效进行；在将不同的原料送入上直筒段内的过程中，有些原料不宜事先混合好再集中投入到上直筒段内，例如对于某些高水分含量的原料和某些低水分含量的原料，将高水分含量的原料或低水分含量的原料单独通过原料输送机构送入上直筒段内比较容易，但是一旦将二者事先混合，便会形成粘度较大的料浆，该料浆容易粘结在原料输送机构上，不利于原料的输送。为了克服上述类似的情况，本实施例中将每个进料口1分别与单独的原料输送机构连接，使得不同的原料分别单独地被送入上直筒段内，避免原料事先预混合带来的问题。当热解炉3内的温度过低时，热解过程无法高效地进行，因此，本实施例中，在上直筒段的顶部内壁上设有一热电偶，在渐缩段的内壁上设有一热电偶，两个热电偶能够对热解炉3内的温度进行及时的检测，确保热解过程高效地进行。当热解气的温度过高时，热解气中的某些成分容易继续热解，从而降低最终收集的热解气热值，因此热解气的排出温度需要进行监测与控制，本实施例中，在中心筒4的顶部内壁上设有一热电偶，能够对热解气的排出温度进行及时的监测。由于热解炉3的内壁处于旋流中，容易被磨损，本实施例中在热解炉3的内壁上铺设有硬质高铝砖层，减缓了热解炉3内壁的磨损，同时，热解炉3的外壁上铺设有保温棉层，起到保温作用。

本实施例的热解装置，还包括：出料口8，出料口8连通于下直筒段的下端；螺旋输送机9，螺旋输送机9通过驱动电机10驱动，出料口8的下端与螺旋输送机9连通；螺旋输送机9向上方倾斜，且螺旋输送机9的长度方向与水平面的夹角为30°～65°(具体本实施例中取30°)。

现有的旋风热解技术还存在以下难以克服的问题：气、固产物在旋流中进行分离，气流扰动较大，部分气体产物容易随着固体产物一起排出而无法被有效收集，气、固分离的效果并不理想，针对这个问题，本实施例中，由于出料口8的下端直接与螺旋输送机9连通，且螺旋输送机9向上方倾斜，当螺旋输送机9输送固体产物时，固体产物在重力的作用下，向下方密集堆积(即螺旋输送机9与出料口8连通处所在方向)，使得螺旋输送机9具有自密封作用，热解气无法轻易通过螺旋输送机9被排走，大大加强了热解装置的气密性，提升了气、固分离的效果，同时，本实施例中将螺旋输送机9的长度方向与水平面的夹角设置为30°～65°，一方面保证了螺旋输送机9对热解气的密封效果，另一方面也保证了螺旋输送机9的输送效果。

实施例2

参考图3，本实施例的热解装置，其结构与实施例1基本相同，其不同之处在于：

本实施例的热解装置，还包括：进料口1，至少两个进料口1(具体本实施例中有四个进料口1)自上而下依次设置于上直筒段的侧面；筛分机构，筛分机构将热解原料按照粒径大小分级为不同批次，不同批次的热解原料分别被送入不同高度的进料口1。

本实施例中，筛分机构将热解原料按照粒径大小分级为不同批次，不同批次的热解原料分别被送入不同高度的进料口1，至少两个进料口1自上而下依次设置于上直筒段的侧面，具体为，尺寸越小的热解原料批次被送入设置在上直筒段侧面位置越低的进料口1，由于原料的尺寸越小，其比表面积一般相对较大，有利于其吸热热解，热解速度较快，因此，本实施例中，将尺寸较大的热解原料批次送入上直筒段侧面位置较高的进料口1，使得其接触的一次风温度较高，热解时间相对较长，能够充分保证尺寸较大热解原料的热解效果；将尺寸较小的热解原料通过上直筒段侧面位置较低的进料口1送入上直筒段内进行热解，也能够保证尺寸较小原料的热解效果。同时，对于某些尺寸巨大的原料颗粒，一方面太重无法在热解炉3内被旋流带动旋转，另一方面其热解的效果不理想，热解效率较低，因此，尺寸巨大不合格的原料颗粒不宜被直接送入热解炉3内进行热解，本实施例中，通过筛分机构直接将尺寸巨大不合格的热解原料截留下来，确保被送入热解炉3内的原料颗粒的尺寸均在合理的范围内，保证了热解效率；对于部分尺寸巨大不合格的原料颗粒可以通过破碎装置处理为尺寸合格的热解原料，再送入筛分桶101的内部被合理地利用起来。

实施例3

本实施例的热解装置，其结构与实施例1基本相同，其不同之处在于：

本实施例的热解装置，还包括：椭球体7，椭球体7位于中心筒4的下方，且椭球体7的上端伸入中心筒4的内部。

本实施例中，椭球体7位于中心筒4的下方，且椭球体7的上端伸入中心筒4的内部，热解完成的热解气中含有大量的粉尘颗粒，由于椭球体7的上端伸入中心筒4的内部，因此，含有粉尘颗粒的热解气在从中心筒4下方入口进入中心筒4内部时，流通面积陡然减小，热解气流动速度增大，但是热解气中的粉尘颗粒由于密度相对较大，在惯性作用下无法立即增速，从而造成此处热解气与粉尘颗粒的速度差增大，由于附壁效应，流动速度相对较慢的粉尘颗粒会附着沉降到椭球体7表面，最终落入下直筒段下端并被收集，从而在中心筒4上端收集到较纯净的热解气，该热解气内的粉尘量显著降低；此外，整个椭球体7的表面积较大，热解炉3内的粉尘颗粒碰到椭球体7表面后会减速，随之附着沉降，也有利于降低热解气中的含尘量。

实施例4

本实施例的热解装置，其结构与实施例3基本相同，其不同之处在于：

本实施例的热解装置，还包括：二次风进口6，二次风进口6沿渐缩段的侧面周向设置，且渐缩段侧面在二次风进口6连接处的法线与二次风进口6长度方向的夹角同样为α。(此处，渐缩段侧面在二次风进口6连接处的法线是指渐缩段侧面上二次风进口6连接处与渐缩段在该连接处轴截面圆心点的连线。)

随着热解过程的进行，热解炉3内从一次风进口2位置向下温度逐渐降低，不利于原料的充分热解，本实施例中，二次风进口6沿渐缩段的侧面周向设置，且渐缩段侧面在二次风进口6连接处的法线与二次风进口6长度方向的夹角同样为α，通过合理调节二次风的风量及风温，能够优化热解炉3内部整体的温度梯度配置，进一步提高原料的热解速率，提高热解效率，确保原料被完全热解。本实施例中，二次风进口6提供二次风，主要用来强化原料在渐缩段的热解效果，因此，在实际生产中可以灵活启闭。同时，可通过调整二次风的风量，控制沉积到下直筒段下端的出料口8，并随螺旋输送机9一起运送到炉外的固体产物直径(粒径)小于2mm，以保证螺旋输送机9的自密封作用(因为固体产物直径较大时，螺旋输送机9内容易漏风，自密封作用就无法保证，本实施例中将固体产物直径控制小于2mm，既确保了热解效率，又保证了螺旋输送机9的自密封作用)。

实施例5

本实施例的热解装置，其结构与实施例4基本相同，其不同之处在于：

本实施例的热解装置，一次风进口2和二次风进口6分别通过管道与同一个空气换热机构相连，冷空气进入空气换热机构后被加热为热空气，热空气通过分流装置分为一次风、二次风，一次风、二次风分别通过独立的管道输送至一次风进口2和二次风进口6。

参考图4，本实施例的热解装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤A、向一次风进口2通入一次风，在热解炉3内形成旋流；

步骤B、向进料口1送入热解原料，热解原料在旋流的作用下旋转下沉到热解炉3底部，并同时被热解；

步骤C、热解产生的固体产物不断沉积到下直筒段下端的出料口8，然后被螺旋输送机9运送到炉外；热解产生的气体产物，通过中心筒4排放到炉外；

步骤D、调整二次风的风量，控制被螺旋输送机9运送到炉外的固体产物直径小于2mm。

相比于传统的长流程作业，本实施例的热解装置，在热解过程中直接分离气体产物、固体产物，热解后的大颗粒固体产物受到重力和离心力，不断沉积到下直筒段下端的出料口8，随螺旋输送机9一起运送到炉外，热解生成的气体产物中夹带着大量小颗粒粉尘，小颗粒粉尘受到附壁效应，在椭球体7表面不断附着沉积，显著降低了最终制得热解气中的含尘量，相比于现有旋风热解技术分离出来的热解气，采用本实施例的热解装置，热解气中的含尘量相对减少20～35％；同时，采用本实施例的热解装置，能降低传统气、固分离设备约70％的负荷，也部分解决了管道阻塞、磨损的问题，减少了半焦等产品的磨损，而且缩短了工艺流程，减少了除尘设备的功率，降低设备损耗，减少设备维护频率，适合企业节能改造。

本实施例中，多股一次风在上直筒段顶部侧面的圆周上，沿一定角度进入热解炉3内，在热解炉3内形成旋流对原料进行加热，既增加了一次风与原料的混合程度，也延长了原料在炉内停留的时间，还能减小原料对热解炉3内壁的磨损，不仅节省了运行费用，还提高了生产效率，预计生产系统综合节能率在20％左右。

实施例6

本实施例的热解装置，其结构与实施例5基本相同，其不同之处在于：

本实施例的热解装置，还包括：连接件5，连接件5的一端与椭球体7的上端固连，连接件5的另一端与中心筒4的下部内壁固连；中心筒4伸入上直筒段内部的深度是一次风进口2与上直筒段顶端之间距离的2.0～3.5倍(具体本实施例中取2.0倍)；上直筒段的内径是中心筒4内径的3.0～5.0倍(具体本实施例中取3.0倍)；椭球体7的表面喷涂有不粘涂层，中心筒4的内壁喷涂有不粘涂层。

本实施例中，通过连接件5能够将椭球体7稳定地固定在中心筒4的下方，通过其他方式将椭球体7固定在中心筒4下方，均应属于本发明的保护范围；本实施例中，中心筒4伸入上直筒段内部的深度是一次风进口2与上直筒段顶端之间距离的2.0～3.5倍，其中，中心筒4伸入上直筒段内部的深度过浅，容易使一次风被中心筒4“短路”，中心筒4伸入上直筒段内部的深度过深，又不利于热解气通过中心筒4排出，因此，发明人结合理论计算和实际工作效果总结出，将中心筒4伸入上直筒段内部的深度设计为一次风进口2与上直筒段顶端之间距离的2.0～3.5倍，既能防止一次风被“短路”，又利于热解气的分离排出。本实施例中，上直筒段的内径是中心筒4内径的3.0～5.0倍，其中，中心筒4内径相对过小的话，会造成中心筒4内热解气流速过快，容易将粉尘颗粒裹挟带走；中心筒4内径相对过大的话，又会造成热解气流速过慢，无法满足热解气的生产需求，因此，发明人结合理论计算和实际工作效果总结出，将上直筒段的内径设计为中心筒4内径的3.0～5.0倍，能够将热解气流速控制在合理范围内，确保热解气纯净、高效地分离排出。本实施例中，椭球体7的表面喷涂有不粘涂层，中心筒4的内壁喷涂有不粘涂层，具体喷涂工艺为：先将椭球体7、中心筒4在60℃下预热10分钟，然后在椭球体7的表面、中心筒4的内壁喷涂不粘涂层的底层，在120℃下固化15分钟；最后在椭球体7的表面、中心筒4的内壁喷涂不粘涂层的面层，在290～310℃下烧结30分钟；其中：喷涂过程使用喷枪进行气雾喷涂；喷枪的口径在0.8～1.3mm之间；不粘涂层的底层厚度在17～25μm之间，不粘涂层的面层厚度在8～15μm之间，不粘涂层的总厚度控制在45μm以内。本实施例中使用到的不粘涂层，系市面上存在的不粘涂料，即深圳市顺易为科技发展有限公司生产提供的可丽龙品牌水性纳米陶瓷涂料，包括底料和面料。需要特别强调的是，本实施例中使用到的不粘涂层属于非浸润不粘涂层，针对椭球体7的表面、中心筒4的内壁上存在的焦油粘结问题，发明人创造性地发现使用本实施例中的不粘涂层能够对上述问题起到显著的抑制作用，即该不粘涂层表面冷凝的焦油能够在不粘涂层上顺利流动，这样焦油就不易形成粘结。发明人经过实验发现，该不粘涂层的抗高温性能优良，不易被高温破坏，使用寿命较长，且该不粘涂层成本低廉，容易产业化应用。因此，在椭球体7的表面喷涂不粘涂层，能够确保椭球体7表面的光滑，有利于附壁效应充分发挥作用，大大降低最终制得热解气中粉尘颗粒的含量；在中心筒4的内壁喷涂不粘涂层，确保了中心筒4内壁的光滑，避免堵塞，有利于热解气顺利地通过。

实施例7

本实施例的热解装置，其结构与实施例6基本相同，其不同之处在于：

上直筒段的顶部侧面沿周向设有六个一次风进口2；上直筒段顶部侧面在一次风进口2连接处的法线与一次风进口2长度方向的夹角为85°；上直筒段的顶部侧面沿周向设有六个进料口1；螺旋输送机9的长度方向与水平面的夹角为65°；中心筒4伸入上直筒段内部的深度是一次风进口2与上直筒段顶端之间距离的3.5倍；上直筒段的内径是中心筒4内径的5.0倍。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。